Генератор на железе статора асинхронного двигателя
 

Здравствуйте

Прошу помощи в расчете мощности генератора.

Есть статорное железо. Общая толщина 137 мм.
Планирую использовать от него пакет толщиной 64 мм.
Магниты 30х20х10, 14 штук по окружности, 3 ряда
Провод (ориентировочно) 1,6 мм диаметром (2 кв. мм)
Намотка из первого паза в четвертый
Количество витков в катушке может быть до 60.

Немного о ходе работ.
Статор:
- от статора взял примерно 63 мм толщины
- обработал ортофосфорной кислотой
- приварил в существующие пазы соединительные гайки.

Ротор:
- к оси ступицы от ВАЗ 2108 приварено основание для магнитов
- магниты наклеены (14 полюсов, магниты 20х30х10 мм, 42 шт.)
- между магнитами залита беличья клетка
- поверх магнитов армирование стеклотканью
- всё окрашено эмалью

Как делать не надо
 

Как не надо делать:
Катушки
- оснастка для намотки прямоугольной формы из трубы, старый амортизатор, деревянные обкладки - катушки громоздкие и неуправляемые, из проволоки диаметром 1,56 мм
- катушки красивые, но укладываются очень плохо
Статор
- укладка неправильная
- лобовые витки просто огромные
- в целом результат неудовлетворительный
Всё к перемотке

Работа проделана очень большая! Действительно красиво!
Именно поэтому в движках редко используют провод больше 1,2-1,3мм.
С твоим статором (между зубами 3мм), максимум можно 1,4мм (3/2=1,5 чтоб 2 пролезло, 1,5-0,1=1,4мм, отняли пазовую изоляцию), иначе по одному вкладывать. 2 провода должны проходит свободно в захлёст.
Если надумаешь перематывать, попробуй провод в районе 0,6-0,9мм в несколько жил, его по суммарному сечению влезет больше и легче формовать лобовые части.
А продолжение фазы 7-10 или 4-7-10? Имею ввиду в одном пазу 1 катушка или 2 (на фото не рассмотрю никак)

Перематываю проводом 0,8 мм.
Входило 56 витков, после прокрутки решил делать высоковольтный. Теперь укладываю 210 витков

Позже выложу фотографии, там не совсем обычно получается. В один слой, из первого паза в третий, но катушки группами по 3 штуки.
Получается так, поскольку 14 полюсов - неявнополюсный ротор. Зато без всяких скосов никаких залипаний абсолютно.

Добавлено через 13 минут
Кстати в связи с решением делать высоковольтный генератор заранее прошу помощи в проектировании электроники.
Зарядка аккумулятора (одного, двух малой ёмкости) на сверхмалых оборотах - до достижения 60 В или превышения по току заряда 5 А, после - переключение на инвертор - вплоть до 300 В, потом защита.

Извини, в такой электронике я не смыслю пока, не смогу помочь.
Это тебе надо Серкат'овский контроллер, больше не знаю, кто сможет справиться с таким тех.заданием.

Ссылку можно?
Контроллеров программируемых немало, только я бы еще понимал в этом хоть что-нибудь.
Можно взять за основу ардуино, как советовали, можно !Logo, наверно много чего еще, только не представляю, с какой стороны подступиться.

Свяжитесь с Серегой Ветровым он с Серкатом хорошо знаком. http://windpower-russia.ru/showthread.php?t=773

А вот так катушки получаются удобные.
Вообще, гораздо экономичнее, когда торец катушки круглый. Они более управляемые.

YanCen, Молодец. Хорошо получается. Сколько получился момент страгивания ? Не старайся изолировать лобовые витки, они будут греться и их нужно охлаждать. Катушки между собой постарайся соединять двойным проводом.

Добавлено через 4 минуты
Какие катушки в одной фазе? Синхронно работают две катушки, может выведешь 9 фаз? Меньше потерь на нагрев провода. Вот несколько фото моего творчества с отношением 36 зубов на 10 полюсов.

По схеме

Уже работает? или пока в процессе?

Никакой, 0 Нм
Пока выведены все концы, можно и 9 сделать, но мне просто дальше с ними делать нечего

YanCen, Генератор в работе примерно 2,5 года с винтом 2,6м, из трубы диаметром 250мм. А в процессе- 20 полюсов на 36 зубов. Катушка на 2 зуба.
Протестируй с разным подключением на АКБ, а потом примешь решение как подключить катушки внутри.

У меня задел есть на 16 полюсов, на 2 зуба катушка
Вот там только 9 фаз возможно

У меня аккумулятор не будет основной нагрузкой, если вообще будет. Возможно, я вместо него просто конденсаторную батарею поставлю.

Какие кондёры собираешься поставить?

Без понятия.
Вот такой хочу инвертор использовать
http://www.a-electronica.ru/RAZMAX-6...age-range.html
Но он для солнечных батарей. Звонил производителям, они только говорят, что нужна ёмкость, а какая - они без понятия.
Возможно возьму батарею трехфазную "потолще". Буду читать, не знаю как это рассчитывается вообще.
Мне бы конечно хотелось аккумулятор на собственные нужды поставить, но не как питание инвертора, а независимо, чтобы с малого ветра и малых мощностей ничего не терять.

Это тебе набор на 1-2 фарада надо ставить и не китайские для автоусилителей, а нормальные, русские электролиты (на крайний случай Сименсовские)

Даже если предположить, что полная мощность - вся реактивная, нужна батарея на 1,5 кВАр. Если взять трехфазную банку, это будет примерно 3х10 мкФ

Инвертору нужно время на запуск, нужно время "на подумать", а дальше решай сам. Я предупредил, всё это время должны обеспечить кондёры, чтоб напруга не ускакала вверх слишком высоко.
Да и как быть с быстроходностью винта в таких широких пределах?

Кондерам тоже система управления нужна, слишком огромный диапазон в принципе.

ВРШ должна отчасти решить эту проблему, но опять же, всё на механику не повесишь. Пока нет данных о мощности, решение принять невозможно. На базе одной катушки только приблизительно можно выбрать некие средние параметры винта.

Буду ориентироваться на малые обороты, примерно 200 об/мин, и винт делать помощнее и покрупнее в разумных пределах, чтобы на малых скоростях с него получать что-то. Это что-то можно только в аккумулятор использовать, поэтому хочу сделать двойную систему. А на высоких оборотах уже прямо на инвертор переключать.

Им то зачем? Обычный балластник на верхней точке работы инвертора, чисто для страховки, чтоб не спалить.
Причём, я так думаю, решение не по винту и гене, а по инвертору. Что он может в действительности и как работает по низкой стороне. Очень уж дофига неизвестных.

Если взять кондёры большой ёмкости, поставить до аккумулятора, они будут мешать его работе? Если аккумулятор поставить в параллель высоковольтному инвертору и отключать его по напряжению? Аккумулятор и инвертор будут работать в разных диапазонах напряжений и пересекаться не должны, но конденсаторы проще всего поставить сразу на выходе с генератора, чтобы не заморачиваться с их включением после отключения аккумулятора.

Нет, не будут. Просто стабильнее будет работа всей системы.
Тогда надо делать стабилизирующий БП на напряжение АКБ, с ограничением по входному току и входному напряжению. Впринципе реально сделать на 494 микре.
БП сам отключится, если винт продавит напругу выше нормы, и его тут же подхватит грид.

От проекта до реализации.
Осталось лаком пропитать, но после испытаний.
Пока навскидку покрутил дрелью. Тахометр глючит из-за цвета, потому показания сомнительные.
ХХ
200 об/мин. - 110 В
600-1000 об/мин. (постоянно мигали показания) - 700 В
Если принять за достоверные, то при 400 об/мин. будет 50 Гц, 220 В
Буду считать такие обороты базовыми, винт защищать начиная с 500 об/мин.

Это для какого диаметра винта такие обороты? У Владимира винт 4м уходит в защиту на оборотах меньше 200. И то во время грозы страшновато становится.

PS Прозвони мегомметром обмотки между собой и каждую на корпус до пропитки. Чтоб потом не было мучительно больно перематывать.

Я бы реле напряжения поставил, уже советовали, но там ограничения по току нет, и может спалить мой генератор только так.
Про микры это для меня тёмный лес. Есть куда посмотреть?

Добавлено через 2 минуты
Покручу, понятней станет.
Пока думаю 3200 - 3800 мм
Вообще, поскольку буду делать ВРШ, регулирование начнется раньше и плавно, так что 500 об. не будет никогда. Да и не надо столько.
Скорее всего соединю треугольником, все равно только постоянка на входе нужна для всего.

Добавлено через 4 минуты
Будет возможность, сделаю. Вообще, немного за это переживаю. И за межвитковые замыкания в особенности. Одну катушку пришлось на половину снимать, поцарапал лак, доставал и новые мотал. А что там внутри - кто его знает.

С межвитковым он бы у тебя "упирался" и рычал при прокрутке дрелью на полных то оборотах.

Он может и рычит, за дрелью не слышно. Она у меня старая, шумная, бьёт
Такие лобовые лучше прежних? )

Ну про охлаждение тебе уже говорили. Умотать можно и нитью и стяжками нейлоновыми (ленивый вариант). А так красивее :)

В теме Владимира74 есть "перекачивалка", это и есть БП, с небольшими переделками и добавкой он легко сделает любой ток, какой захочешь.
Винт будет раскручиваться свободно до уровня (выставленного), потом вступит БП, нагрузит его током (выставленным, по выбору вход и/или выход), при достижении напруги на АКБ/предела (выставленного), вырубится в режим ожидания.
Впринципе можно добавить ещё какие-то функции, я так на вскидку явно не всё перечислил, что может понадобиться.

Ты какой методикой для расчета винта пользуешься?

Добавлено через 2 минуты
У него задача уникальная в своем роде, из одних аккумуляторов в другие качать. Я, наверное, смогу повторить такое, только может там выбросить половину можно? У меня попроще всё - включить, выключить...

YanCen , для данных требований , дорога практически протоптана .

Там переключить трансы и ещё добавлять придётся.
У 494й микры всего 2 канала защит, а тебе явно нужно будет больше, придётся добавлять ещё LM339, возможно парочку.
Прикинь, какие функции тебе нужны, а там уже посчитаем.
Если мощность такая тебе не понадобится, то можно убрать лишние трансы, впринципе схема легко масштабируется под любые желания.

Для подгонки винт-генератор пользуюсь своей экселькой. Давай данные того что получилось - сразу заполню тебе ее и экспериментируй на здоровье.
Нужно подробнее там ты измерял напряжение ХХ получилось 200об/мин 110В - это измерено где? На одной фазе по переменке тестером (действующее фазное), осциллографом или с фазы через диодный мост с конденсатором (амплитудное), после трехфазного моста?
И сопротивление фазы. Измеренное тестером так себе (точность ниочем). Лучше расчетное исходя из длины провода в катушках (если измерял). Либо измерение пропуская через катушку 1-2А ток и измеряя на ней напряжение (так точнее будет измерение).

Измерю точнее - напишу
Из нагрузки только реостат есть. С нагрузкой лучше или без?

Если есть регулируемый лабораторный блок питания (их сейчас китайских полно) на котором можно задать ограничение тока то можно обойтись только им - уменьшаешь токоограничение до минимума напряжение 5В и добавляешь токоограничение чтоб ток стал 1-2А. Напряжение сразу измерено будет.
Если нету лабораторного БП - берешь лампу автомобильную и катушку включаешь последовательно с лампой. И к аккумулятору подключаешь 12В. Измеряешь ток в цепи и напряжение на катушках фазы.

Геометрически намотано точно, так что можно в принципе доверять расчетному значению
Сопротивление фазы 14,4 Ом
Мультиметр показывает 21 Ом, но показания гуляют.

При значении индукции 0,65 Тл значения напряжения ХХ полностью совпали с расчетом, с точностью до 1 В
Так что можно примерно прикинуть полезную мощность генератора - 1,5 кВт при 200 об/мин.
Но это, конечно, без поправок на КПД и без привязки к движителю.

Точно 14,4Ом??? Вроде тогда прикидывали в районе 4,5Ом???

YanCen, перемкни изначально только щупы , замерь. Потом замерь фазу . А потом отминусуй сопротивление щупов.
У меня , к примеру, усиленные щупы имеют сопротивление 0,3-0,35 Ом.
Плюс, в мультиметре, батарейку (крону) проверь , наверное дохлая.